第二章-光电检测中的常用光源ppt课件.ppt

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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。光电技术及光电器件基础复习总结了解光电检测技术的基本概念，如光电传感器、了解光电检测技术的基本概念，如光电传感器、光电系统基本模型、光电检测系统主要框图等等光电系统基本模型、光电检测系统主要框图等等了解辐射度学和光度学基本物理量，并注意其单了解辐射度学和光度学基本物理量，并注意其单位表示位表示掌握半导体基础知识，如电子共有化、能带、禁掌握半导体基础知识，如电子共有化、能带、禁带、带、N N型半导体、型半导体、P P型半导体、本征吸收、杂质型半导体、本征吸收、杂质吸收、长波限等等吸收、

2、长波限等等了解相关的黑体辐射定律，能根据公式进行计算了解相关的黑体辐射定律，能根据公式进行计算掌握光电效应的概念，如光电发射效应、光电导掌握光电效应的概念，如光电发射效应、光电导效应、光伏效应效应、光伏效应掌握光电器件的分类及其特点掌握光电器件的分类及其特点了解光电器件特性参数，能根据公式进行计算了解光电器件特性参数，能根据公式进行计算严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章第二章 光电检测中的常用光源光电检测中的常用光源严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪

3、行为或突发事件。一切能产生光辐射的辐射源，无论是天然，还是人造的，一切能产生光辐射的辐射源，无论是天然，还是人造的，都称为光源。都称为光源。电光源：电能产生光辐射。光电检测中常用的光源电光源：电能产生光辐射。光电检测中常用的光源利用光波在时间、空间上的相位特性：利用光波在时间、空间上的相位特性：相干光源：相干光源：光波的频率相同、振动方向相同和相位差恒光波的频率相同、振动方向相同和相位差恒定是能够产生干涉的必要条件。满足干涉条件的光波称为定是能够产生干涉的必要条件。满足干涉条件的光波称为相干光波，相应光源称为相干光源。如激光、非线形光学相干光波，相应光源称为相干光源。如激光、非线形光学器件等器

4、件等 非相干光源：非相干光源：照明光源、显示光源、信息处理用光源。照明光源、显示光源、信息处理用光源。发光机理：发光机理：热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源、激光器热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源、激光器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.1 光源的特性参数2.1.1 辐射效率和发光效率辐射效率和发光效率在给定波长范围内，某一辐射源发出的辐通量在给定波长范围内，某一辐射源发出的辐通量与产生这些辐射通量的电功率之比与产生这些辐射通量的电功率之比某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所某一光源所发射的光通量与

5、产生这些光通量所需的电功率之比需的电功率之比严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。光谱光谱光谱哪里来光谱哪里来?1.稠密物质稠密物质,包括高压气体和等离子体包括高压气体和等离子体,按按黑体辐射发出连续光谱黑体辐射发出连续光谱.2.低压气体低压气体发出离散亮谱线发出离散亮谱线,亮度随气体温亮度随气体温度升高而增加度升高而增加.3.具有连续光谱的光线通过低压气体具有连续光谱的光线通过低压气体,对应对应图图2)中位置出现离散黑线中位置出现离散黑线.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇

6、报并处理各类违纪行为或突发事件。太阳是黑体辐射太阳是黑体辐射,所以太阳光谱主要所以太阳光谱主要是连续谱是连续谱,但是上面有黑线但是上面有黑线,即著名即著名的夫琅和费线的夫琅和费线(Fraunhofer lines).光线通过太阳表面大气和地球大气被光线通过太阳表面大气和地球大气被选择性吸收而形成的选择性吸收而形成的.照片里看见数条黑线照片里看见数条黑线:深红色里的深红色里的C(氢氢H-alpha,656nm),桔黄色里的桔黄色里的D(钠钠,589nm),绿色里的绿色里的E(铁铁,527nm)和和1,b2(镁镁,518nm),天蓝色里的天蓝色里的F(氢氢H-beta,86nm),紫色里的紫色里的

7、G(铁和钙铁和钙,431nm).有趣的是中午的阳光和太阳落山时的有趣的是中午的阳光和太阳落山时的阳光光谱不同阳光光谱不同!傍晚太阳仰角0.5度下午太阳仰角24度严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。白炽灯是普通灯泡白炽灯是普通灯泡,钨丝钨丝加热发光加热发光,按黑体辐射发按黑体辐射发出连续光谱出连续光谱,所以从红到所以从红到紫一片连续紫一片连续,和太阳光谱和太阳光谱相比少了那些黑线相比少了那些黑线.日光灯发光分两步日光灯发光分两步:首先水银首先水银蒸汽被激发主要发出紫外线蒸汽被激发主要发出紫外线,然后管壁上的荧光粉将紫外线

8、然后管壁上的荧光粉将紫外线转化为宽谱可见光转化为宽谱可见光.所以日光所以日光灯在连续背景上有亮水银谱线灯在连续背景上有亮水银谱线,以绿色的以绿色的546nm最显著最显著.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。桔黄色的高压钠灯被广泛用于晚间照明桔黄色的高压钠灯被广泛用于晚间照明.有趣的是它的光谱也有趣的是它的光谱也会变化会变化!严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。计算机计算机CRT显示器白色屏显示器白色屏幕的光谱幕的光谱.红色是离散谱红色是离散谱线

9、线,但绿但绿,蓝则是连续光蓝则是连续光谱谱.笔记本电脑液晶显示屏笔记本电脑液晶显示屏和和CRT显示器发光原理显显示器发光原理显然不同然不同.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。红色发光二极管在红色发光二极管在红色部分发出连续光谱红色部分发出连续光谱.接线板红色指示灯是氖气接线板红色指示灯是氖气(neon)发光发光.发出许多条红色发出许多条红色,桔红色的离散亮谱线桔红色的离散亮谱线.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。绿色夜灯就是一层荧光粉绿色夜

10、灯就是一层荧光粉,电致发光发出连续光谱电致发光发出连续光谱.节能灯节能灯(又称紧凑型日光灯又称紧凑型日光灯,compact fluorescent light)和普通日光灯和普通日光灯(3)发光原理发光原理类似类似,但它采用新型三色荧光粉但它采用新型三色荧光粉,而非普通的而非普通的宽谱白色荧光粉宽谱白色荧光粉.光谱仪下连续谱不见了光谱仪下连续谱不见了,代代之以各种颜色的谱线之以各种颜色的谱线.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。这种绿这种绿,紫色霓虹灯光谱主要是荧光粉不同紫色霓虹灯光谱主要是荧光粉不同.月光就是反射的太

11、阳光月光就是反射的太阳光,所以光谱和太阳光谱类似所以光谱和太阳光谱类似:连续背景上有黑色夫琅和费吸收线连续背景上有黑色夫琅和费吸收线(1)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。蜡烛发出连续谱蜡烛发出连续谱.用铅丝蘸食盐燃烧则黄色钠线很明显用铅丝蘸食盐燃烧则黄色钠线很明显,来源自然是氯化钠里的钠来源自然是氯化钠里的钠.钠应该是双线钠应该是双线,严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。金属卤化物灯是高压金属卤化物灯是高压水银灯的变种水银灯的变种.谱线谱线

12、十分复杂十分复杂.蓝色霓虹灯是氩和水蓝色霓虹灯是氩和水银银,还是有荧光粉在还是有荧光粉在里面里面.红色霓虹灯光红色霓虹灯光谱明显的是氖谱明显的是氖(neon)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。光源种类光源种类发光效率发光效率(lm/w)光源种类光源种类发光效率发光效率（lm/w)普通钨丝灯普通钨丝灯 8-18高压汞灯高压汞灯30-40卤钨灯卤钨灯14-30高压钠灯高压钠灯90-100普通荧光灯普通荧光灯 35-60球形氙灯球形氙灯30-40三基色荧光三基色荧光灯灯55-90金属卤化金属卤化物灯物灯60-80常用光源的

13、发光效率常用光源的发光效率严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.1.2 光谱功率分布光谱功率分布线状光谱线状光谱：若干条明显分隔的细线：若干条明显分隔的细线带状光谱带状光谱：每一谱带中又包含许多连续的细谱线：每一谱带中又包含许多连续的细谱线连续光谱连续光谱：光源谱线连成一片：光源谱线连成一片混合光谱混合光谱：由连续光谱与线、带光谱混合而成。：由连续光谱与线、带光谱混合而成。目视光学系统：可见光谱辐射比较丰富的光源。目视光学系统：可见光谱辐射比较丰富的光源。如果摄影用的光源光谱成分的变化会引起人所观察的物体的如果摄影用

14、的光源光谱成分的变化会引起人所观察的物体的颜色发生变化，具有连续光谱的光源显色性好。由于汞灯等颜色发生变化，具有连续光谱的光源显色性好。由于汞灯等新光源的光谱不是连续的，光谱中缺少某些单色光的成分，新光源的光谱不是连续的，光谱中缺少某些单色光的成分，在它们下面观察物体时，某些颜在它们下面观察物体时，某些颜 色就会发生变色。色就会发生变色。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.1.3 空间光强分布空间光强分布 一般光源（灯具）在空间各方向上的发光强度都不一样一般光源（灯具）在空间各方向上的发光强度都不一样,我我们可以用

15、数据或图形把光源发光强度在空间的分布状况记们可以用数据或图形把光源发光强度在空间的分布状况记录下来录下来,通常我们用纵坐标来表示光源的光强分布通常我们用纵坐标来表示光源的光强分布,以坐标以坐标原点为中心原点为中心,把各方向上的发光强度用矢量标注出来把各方向上的发光强度用矢量标注出来,连接连接矢量的端点矢量的端点,即形成光强分布曲线即形成光强分布曲线,也叫也叫配光曲线配光曲线。提高光的利用率，提高光的利用率，选择发光强度高的方向作为照明方向选择发光强度高的方向作为照明方向。进一步利用背面方向的辐射，还可以在光源的背面安装反进一步利用背面方向的辐射，还可以在光源的背面安装反光罩，焦点位于光源的发光

16、中心。光罩，焦点位于光源的发光中心。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.1.4 光源的颜色光源的颜色色表和显色性色表和显色性用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表色表。显色性：显色性：当用这种光源照射物体时，物体呈现的颜色（物体当用这种光源照射物体时，物体呈现的颜色（物体反射光在人眼内产生的颜色感觉）与该物体在完全辐射体照反射光在人眼内产生的颜色感觉）与该物体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性。射下所呈现的颜色的一致性。光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常

17、叫做光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做显色显色指数指数（Ra）.显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。准光源下所显示的颜色关系。色差越小则表明被测光源颜色色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。的显色性越好。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。通过光源的混合可以提高光源的显色性通过光源的混合可以提高光源的显色性。例如白炽。例如白炽灯跟高压汞灯的混光、高压钠灯跟高压汞灯的混光灯跟高压汞灯的混光、高压钠灯跟高压汞灯的混光 等。混

18、光光源都具有较高的光效，同时，能使其显等。混光光源都具有较高的光效，同时，能使其显色性有一定程度的提高色性有一定程度的提高 由几个特定颜色光组成的混合光源也具有很好的显由几个特定颜色光组成的混合光源也具有很好的显色效果。色效果。如光谱如光谱 450 nm（蓝），（蓝），540nm（绿），（绿），610nm（橘红）波长区的辐射，对提高（橘红）波长区的辐射，对提高 光源的显光源的显色性具有特殊效果。色性具有特殊效果。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.1.5黑体的温度与它的辐射特性是一一对应的。从光源的颜色与温黑体的温

19、度与它的辐射特性是一一对应的。从光源的颜色与温度关系，引出颜色温度的概念，简称色温。度关系，引出颜色温度的概念，简称色温。色温色温：如果辐射源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射出：如果辐射源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射出的光颜色相同，则黑体的这一温度成为该辐射源的色温。色温的光颜色相同，则黑体的这一温度成为该辐射源的色温。色温相同的光源，它们的相对光谱功率分布不一定相同。相同的光源，它们的相对光谱功率分布不一定相同。相关色温相关色温：若与任何温度下的黑体辐射的颜色都不相同，但与：若与任何温度下的黑体辐射的颜色都不相同，但与某一温度下的黑体辐射的色坐标点最接近。则称该黑体的温度某一温度

20、下的黑体辐射的色坐标点最接近。则称该黑体的温度为这个光源的相关色温。为这个光源的相关色温。分布温度分布温度：辐射源在某一波长范围内辐射的相对光谱分布，与：辐射源在某一波长范围内辐射的相对光谱分布，与黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率分布一致，那么该黑体黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率分布一致，那么该黑体的温度就称为这个辐射源的分布温度。的温度就称为这个辐射源的分布温度。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2 热辐射源热辐射源物体只要大于绝对零度，都会向外辐射能物体只要大于绝对零度，都会向外辐射能量，其辐射特性与温

21、度的四次方有关。量，其辐射特性与温度的四次方有关。铁加热：暗红色铁加热：暗红色-炽白，发光也更明亮炽白，发光也更明亮物体由于温度较高而向周围温度较低环境物体由于温度较高而向周围温度较低环境发射能量的形式称为热辐射，这种物体称发射能量的形式称为热辐射，这种物体称为热辐射源。为热辐射源。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2.1 太阳太阳太阳光能量能量分布相当于太阳光能量能量分布相当于5900k左右的黑体辐射。左右的黑体辐射。紫外区：紫外区：可见光：可见光：红外区：红外区：辐射到地球上的阳光，穿辐射到地球上的阳光，穿过

22、大气层，在光谱、空间过大气层，在光谱、空间分布、能量大小、偏振状分布、能量大小、偏振状态等方面发生变化。大气态等方面发生变化。大气在不同程度上吸收太阳辐在不同程度上吸收太阳辐射。射。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2.2 黑体辐射器黑体辐射器吸收比等于吸收比等于1、能发射所有波长的辐射源叫绝对黑体，、能发射所有波长的辐射源叫绝对黑体，绝对黑体是一种理想辐射源。绝对黑体是一种理想辐射源。需要一种辐射源，它的温度特性和光谱特性酷似理需要一种辐射源，它的温度特性和光谱特性酷似理想黑体的特性，这种辐射源常称为黑体模拟器

23、，也想黑体的特性，这种辐射源常称为黑体模拟器，也称基准辐射源，其温度可以很精确地控制在设定值称基准辐射源，其温度可以很精确地控制在设定值上。上。实际应用中，基准辐射源称为黑体实际应用中，基准辐射源称为黑体实际应用中，基准辐射源称为黑体实际应用中，基准辐射源称为黑体炉，由石磨制成，外壁包上较厚一炉，由石磨制成，外壁包上较厚一炉，由石磨制成，外壁包上较厚一炉，由石磨制成，外壁包上较厚一层可长时间承受工作高温的热绝缘层可长时间承受工作高温的热绝缘层可长时间承受工作高温的热绝缘层可长时间承受工作高温的热绝缘材料，以利用保温。材料，以利用保温。材料，以利用保温。材料，以利用保温。最高工作温度最高工作温度

24、最高工作温度最高工作温度3000k3000k，实际应用，实际应用，实际应用，实际应用2000k2000k严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2.3 白炽灯白炽灯光电测量中最常用的光源之一。白炽灯发射的是连续光谱。发光电测量中最常用的光源之一。白炽灯发射的是连续光谱。发光特性稳定、寿命长和量值复现方便，因而也广泛用作各种辐光特性稳定、寿命长和量值复现方便，因而也广泛用作各种辐射度量和光度量的标准光源。射度量和光度量的标准光源。真空钨丝灯真空钨丝灯：2300-2800k，发光效率，发光效率10lm/w。钨熔点。钨熔点3

25、680k，进一步增加白炽灯的工作温度会导致钨的蒸发率急剧上升从而进一步增加白炽灯的工作温度会导致钨的蒸发率急剧上升从而使寿命骤减使寿命骤减充气钨丝灯充气钨丝灯：氩、氮等惰性气体氩、氮等惰性气体。钨蒸发原子，惰性原子与钨。钨蒸发原子，惰性原子与钨原子碰撞，返回一些钨原子，提高工作温度原子碰撞，返回一些钨原子，提高工作温度2700-3000k，发光，发光效率效率17lm/w卤钨灯卤钨灯：冲入卤钨剂冲入卤钨剂。钨和玻璃壳附近的卤素合成卤钨化合物，。钨和玻璃壳附近的卤素合成卤钨化合物，扩散到温度较高的钨丝边，分解成卤素和钨，钨又沉积在灯丝扩散到温度较高的钨丝边，分解成卤素和钨，钨又沉积在灯丝上，而卤素

26、扩散到温度较低的灯泡壁区域再继续与钨化和。提上，而卤素扩散到温度较低的灯泡壁区域再继续与钨化和。提高效率，色温达到高效率，色温达到3200k，发光效率，发光效率30lm/w严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.3 气体发光电源气体发光电源利用气体放电原理制成的光源成为气体放电光源。如，氦利用气体放电原理制成的光源成为气体放电光源。如，氦氖氙氪或金属蒸汽，如汞、钠等，氖氙氪或金属蒸汽，如汞、钠等，在电场作用下电离出电在电场作用下电离出电子和离子，子和离子，奔向阳极和阴极，电场中加速，与气体原子或奔向阳极和阴极，电场中加

27、速，与气体原子或分子高速碰撞时会激励出新的电子和离子。在碰撞过程中分子高速碰撞时会激励出新的电子和离子。在碰撞过程中有些电子会越迁到高能级，引起原子的激发。有些电子会越迁到高能级，引起原子的激发。受激原子回受激原子回到低能级时就会发射出相应的辐射。到低能级时就会发射出相应的辐射。特点：特点：发光效率高发光效率高，比同瓦数的白炽灯发光效率高，比同瓦数的白炽灯发光效率高2-10倍倍不靠灯丝发光，无电丝可以做的不靠灯丝发光，无电丝可以做的牢固紧凑，耐震，抗冲击牢固紧凑，耐震，抗冲击寿命长寿命长，一般比白炽灯寿命长，一般比白炽灯寿命长2-10倍倍光色适应性强，光色适应性强，可以在很大范围内变化。可以在

28、很大范围内变化。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.3.1 脉冲灯脉冲灯极短的时间内发出很强的光辐射。极短的时间内发出很强的光辐射。工作时，高的脉冲电压使灯内产生电离火花线，火花线大大减工作时，高的脉冲电压使灯内产生电离火花线，火花线大大减小灯的内阻，使灯小灯的内阻，使灯“着火着火”。电容。电容C中储存的大量能量可在极中储存的大量能量可在极短的时间内通过脉冲灯，产生极强的闪光。短的时间内通过脉冲灯，产生极强的闪光。除激光外，脉冲灯除激光外，脉冲灯是最亮的光源。是最亮的光源。由于高亮度，可以广泛用作摄影光源、激光器的

29、光泵和印刷制由于高亮度，可以广泛用作摄影光源、激光器的光泵和印刷制版的光源。版的光源。如照像用的万次闪光灯，脉冲氙灯，光谱连续，与日光的光谱如照像用的万次闪光灯，脉冲氙灯，光谱连续，与日光的光谱能量分布接近。色温能量分布接近。色温6000可左右，显色指数可左右，显色指数90以上。以上。“小太阳小太阳”之称之称图图2-9另外还有氘灯另外还有氘灯严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.3.2 原子光谱灯原子光谱灯又称空心阴极灯，工作时窗口投射出放电辉光，主要是阴又称空心阴极灯，工作时窗口投射出放电辉光，主要是阴极金属的原子

30、光谱。空心阴极放电的电流密度比正常辉光极金属的原子光谱。空心阴极放电的电流密度比正常辉光高出高出100倍以上，电流大，温度不高，因此发光谱线强度倍以上，电流大，温度不高，因此发光谱线强度大，波长宽度小。大，波长宽度小。金属钙的原子光谱波长为金属钙的原子光谱波长为42267nm，带宽，带宽33mm左右，输左右，输出的光稳定。出的光稳定。原子光谱灯的主要作用是原子光谱灯的主要作用是引出标准谱线的光束，确定标准引出标准谱线的光束，确定标准谱线的分光位置，以及确定吸收光谱中的特征波长等。用谱线的分光位置，以及确定吸收光谱中的特征波长等。用于元素，特别是微量元素光谱分析的装置中。于元素，特别是微量元素光

31、谱分析的装置中。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。汞灯汞灯低压汞灯低压汞灯 235.7nm的紫外线，高压汞灯的发光效的紫外线，高压汞灯的发光效率约率约64lm/w，高压汞灯内的气压有，高压汞灯内的气压有1-5Pa，超高，超高压汞灯内的气压有压汞灯内的气压有10-200Pa。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.4 固体发光光源固体发光光源平板发光器件，也称平板显示器。厚度较薄平板发光器件，也称平板显示器。厚度较薄按发光类型分：按发光类型分：

32、主动发光型和被动发光型主动发光型和被动发光型，前者媒，前者媒质自己发光，后者则靠媒质调制外部光源实现信息质自己发光，后者则靠媒质调制外部光源实现信息显示。显示。按媒质和工作原理分：按媒质和工作原理分：液晶显示液晶显示(LCD)，等离子显，等离子显示示(PDP)，电致发光显示，电致发光显示(ELD)和场致发光显示和场致发光显示(FED)等。等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.4.1 场致发光光源场致发光光源固体在电场作用下将电能直接转换为光能的发光现固体在电场作用下将电能直接转换为光能的发光现象，也称电致发光。象

33、，也称电致发光。两电极之间的固体发光材料在电场激发下发光的电两电极之间的固体发光材料在电场激发下发光的电光源。又称本征电致发光光源。光源。又称本征电致发光光源。1936年，法国学者年，法国学者G.德斯垂发现，掺有铜杂质的德斯垂发现，掺有铜杂质的ZnS荧光荧光粉具有场致发光的功能。粉具有场致发光的功能。1950年，年，E.C.佩恩等解决了佩恩等解决了SnOx透明导电膜电极和透明导电膜电极和ZnS荧光粉发光层之间的有机粘结荧光粉发光层之间的有机粘结问题，制成第一只实用的平面状交流粉末场致发光源。但问题，制成第一只实用的平面状交流粉末场致发光源。但是其光效低，寿命短。是其光效低，寿命短。严格执行突发

34、事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。80年代研制成采用薄膜场致发光材料的光源，它有年代研制成采用薄膜场致发光材料的光源，它有着亮度高、寿命长的优点，因此得到迅速发展。着亮度高、寿命长的优点，因此得到迅速发展。场致发光光源的结构象一个平板电容。在两个紧靠场致发光光源的结构象一个平板电容。在两个紧靠的平板电极中，有一个是透明的导电膜电极。的平板电极中，有一个是透明的导电膜电极。两电极之间夹有荧光粉发光层和介质层。电极间施两电极之间夹有荧光粉发光层和介质层。电极间施加工作电压约为加工作电压约为100250V。在外加强电场的作用下，荧光粉

35、发光层晶体中的电在外加强电场的作用下，荧光粉发光层晶体中的电子被加速，达到较高能量，并与发光中心碰撞离化。子被加速，达到较高能量，并与发光中心碰撞离化。当受激的发光中心退回到基态，或者电子与空穴复当受激的发光中心退回到基态，或者电子与空穴复合时，高速电子释放出能量而发光。合时，高速电子释放出能量而发光。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。薄膜场致发光层薄膜场致发光层是用真空薄膜技术制成的，是用真空薄膜技术制成的，厚度约厚度约 1m。交流薄膜发光层交流薄膜发光层与各电极之间有一层绝缘与各电极之间有一层绝缘薄膜，如薄膜，如

36、Y2O3、Si3N4、Al2O3和和SiO2等。等。直流薄膜发光层直流薄膜发光层与电极直接接触，工作电与电极直接接触，工作电压只需压只需20多伏就有良好的发光，由于其寿多伏就有良好的发光，由于其寿命较短，尚处于实验阶段。命较短，尚处于实验阶段。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。场致发光光源的发光亮度随激励电压的增加而迅速提高，场致发光光源的发光亮度随激励电压的增加而迅速提高，随电压频率的提高呈线性增大，约到数千赫时，出现饱和随电压频率的提高呈线性增大，约到数千赫时，出现饱和趋势，甚至亮度下降。趋势，甚至亮度下降。交流

37、场致发光光源的最大发光效率已达交流场致发光光源的最大发光效率已达1014lm/W，寿命，寿命在在 1万小时以上，它是一种低照度的面光源，主要用作特万小时以上，它是一种低照度的面光源，主要用作特殊环境的指示和照明，如影剧场、医院病房夜间照明，军殊环境的指示和照明，如影剧场、医院病房夜间照明，军事训练夜间环境模拟，以及飞机、车辆等的仪表照明；还事训练夜间环境模拟，以及飞机、车辆等的仪表照明；还可以作为数字、图像、符号、文字的显示以及大屏幕电视，可以作为数字、图像、符号、文字的显示以及大屏幕电视，或者用于图像增强、存贮或转换。或者用于图像增强、存贮或转换。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等

38、相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.4.2 其他平板显示器件其他平板显示器件 1、液晶的电光效应和液晶显示、液晶的电光效应和液晶显示至今已成为由物理学家、化学家、生物学家、工程技术人至今已成为由物理学家、化学家、生物学家、工程技术人员和医药工作者共同关心与研究的领域，在物理、化学、员和医药工作者共同关心与研究的领域，在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用。电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用。如：光导液晶光阀、光调制器、液晶显示器件、各种传感如：光导液晶光阀、光调制器、液晶显示器件、各种传感器、微量毒气监测、夜视仿生等，尤其液晶显示器件早已器、微

39、量毒气监测、夜视仿生等，尤其液晶显示器件早已广为人知，独占了电子表、手机、笔记本电脑等领域。其广为人知，独占了电子表、手机、笔记本电脑等领域。其中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等均是利用液晶电光效应的原理制成的。关等均是利用液晶电光效应的原理制成的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1888年，奥地利植物学家年，奥地利植物学家Reinitzer在做有机物溶解实验在做有机物溶解实验时，在一定的温度范围内观察到液晶。时，在一定的温度范围内观察到液晶。1

40、961年美国年美国RCA公司的公司的Heimeier发现了液晶的一系列电发现了液晶的一系列电光效应，并制成了显示器件。光效应，并制成了显示器件。从从70年代开始，日本公司将液晶与集成电路技术结合，制年代开始，日本公司将液晶与集成电路技术结合，制成了一系列的液晶显示器件，并至今在这一成了一系列的液晶显示器件，并至今在这一 领域保持领先领域保持领先地位。液晶显示器件由于具有驱动电压低地位。液晶显示器件由于具有驱动电压低(一般为几伏一般为几伏)，功耗极小，体积小，寿功耗极小，体积小，寿 命长，环保无辐射等优点，在当今命长，环保无辐射等优点，在当今各种显示器件的竞争中有独领风骚之势。各种显示器件的竞争

41、中有独领风骚之势。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。液晶电光效应液晶电光效应 液晶态是一种介于液体和晶体之间的中间态液晶态是一种介于液体和晶体之间的中间态，既有液，既有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又有晶体的热、光、体的流动性、粘度、形变等机械性质，又有晶体的热、光、电、磁等物理性质。电、磁等物理性质。液晶与液体、晶体之间的区别是：液体是各向同性的，分液晶与液体、晶体之间的区别是：液体是各向同性的，分子取向无序；子取向无序；液晶分子有取向序，但无位置序；液晶分子有取向序，但无位置序；晶体则既晶体则既有取向序又有

42、位置序。有取向序又有位置序。就形成液晶方式而言，液晶可分为热致液晶和溶致液晶。就形成液晶方式而言，液晶可分为热致液晶和溶致液晶。液晶分子是在形状、介电常数、折射率及电导率上具有各液晶分子是在形状、介电常数、折射率及电导率上具有各向异性特性的物质，向异性特性的物质，如果对这样的物质施加电场如果对这样的物质施加电场(电流电流)，随着液晶分子取向结构发生变化，它的光学特性也随之变随着液晶分子取向结构发生变化，它的光学特性也随之变化，这就是通常说的液晶的电光效应。化，这就是通常说的液晶的电光效应。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发

43、事件。液晶的电光效应种类繁多，主要有动态散射型液晶的电光效应种类繁多，主要有动态散射型(DS)、扭曲向列相型、扭曲向列相型(TN)、超扭曲向列相型、超扭曲向列相型(STN)、有源矩阵液晶显示有源矩阵液晶显示(TFT)、电控双折射、电控双折射(ECB)等。等。其中应用较广的有：其中应用较广的有：TFT型型主要用于液晶电视、主要用于液晶电视、笔记本电脑等高档产品；笔记本电脑等高档产品；STN型型主要用于手机主要用于手机屏幕等中档产品；屏幕等中档产品；TN型型要用于电子表、计算器、要用于电子表、计算器、仪器仪表、家用电器等中低档产品，是目前应用仪器仪表、家用电器等中低档产品，是目前应用最普遍的液晶显

44、示器件。最普遍的液晶显示器件。TN型液晶显示器件显示型液晶显示器件显示原理较简单，是原理较简单，是STN、TFT等显示方式的基础。等显示方式的基础。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 等离子体显示等离子体显示(PDP)什么是等离子体？什么是等离子体？由大量的带电粒子组成的非束缚态的宏观体系由大量的带电粒子组成的非束缚态的宏观体系非束缚性：异类带电粒子之间相互非束缚性：异类带电粒子之间相互“自由自由”，等离子体的基本粒子元，等离子体的基本粒子元是正负荷电的粒子（电子、离子），而不是其结合体。是正负荷电的粒子（电子、离

45、子），而不是其结合体。粒子与电磁场的不可分割性：等离子体中粒子的运动与电磁场（外场粒子与电磁场的不可分割性：等离子体中粒子的运动与电磁场（外场及粒子产生的自洽场）的运动紧密耦合，不可分割。及粒子产生的自洽场）的运动紧密耦合，不可分割。集体效应起主导作用：等离子体中相互作用的电磁力是长程的。集体效应起主导作用：等离子体中相互作用的电磁力是长程的。等离子体是物质第四态等离子体是物质第四态严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。PDP(Plasma Display Panel)即等离子体显示技术。即等离子体显示技术。PDP于于1

46、964年由美国的伊利诺斯大学的两位教授发明。年由美国的伊利诺斯大学的两位教授发明。等离子体等离子体(Plasma)是指正负电荷共存是指正负电荷共存,处于电中性的放电处于电中性的放电气体的状态。气体的状态。PDP属于自发光型显示器。属于自发光型显示器。PDP有六大关键部件即等离子显示屏体（有六大关键部件即等离子显示屏体（PANEL）、驱）、驱动电路、屏蔽玻璃（动电路、屏蔽玻璃（EMI filter）、电源（）、电源（PS）、接口）、接口电路（电路（VSC）和外壳）和外壳Cover 组成。组成。等离子显示屏一种利用气体放电激发荧光粉发光的显示装等离子显示屏一种利用气体放电激发荧光粉发光的显示装置，

47、置，其工作机理类似普通日光灯，由相距几百微米的两块其工作机理类似普通日光灯，由相距几百微米的两块玻璃板，中间排列大量的等离管密封组成的。玻璃板，中间排列大量的等离管密封组成的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。就等离子电视的显示方式而言，其显示画面并不是利就等离子电视的显示方式而言，其显示画面并不是利用传统用传统CRT扫描方式构成影像，图像清晰稳定无闪烁，扫描方式构成影像，图像清晰稳定无闪烁，长时间观赏画面眼睛也不会疲劳。而且等离子电视不长时间观赏画面眼睛也不会疲劳。而且等离子电视不存在射线辐射问题，某种程度上可以将

48、其称之为存在射线辐射问题，某种程度上可以将其称之为真真正意义上的绿色环保显示产品正意义上的绿色环保显示产品。由于它采用的是高科。由于它采用的是高科技玻璃屏具有环保特性，同时能降低环境光反射带来技玻璃屏具有环保特性，同时能降低环境光反射带来的画面干扰。的画面干扰。相对于采用相对于采用CRT模拟技术的电视产品而言，等离子电模拟技术的电视产品而言，等离子电视采用的是完全的数字驱动方式，是真正的数字电视。视采用的是完全的数字驱动方式，是真正的数字电视。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3 真空荧光屏显示（真空荧光屏显示（VF

49、D）VFD为为 Vacuum Fluorescent Display 的缩写，通常称之为的缩写，通常称之为“真空荧光显示屏真空荧光显示屏”。VFD是从真空管发展而来的显示元件，利用阳极上荧光体受电是从真空管发展而来的显示元件，利用阳极上荧光体受电子的冲击而发光，是一种自发光显示元件。子的冲击而发光，是一种自发光显示元件。VFD具有自发光、视角广、辉度亮的显示特性，工作温度范围具有自发光、视角广、辉度亮的显示特性，工作温度范围宽、寿命长、可靠性高等优点，所以被广泛应用在家用电器、宽、寿命长、可靠性高等优点，所以被广泛应用在家用电器、办公自动化设备、工业仪器仪表及汽车等各种领域中。办公自动化设备、

50、工业仪器仪表及汽车等各种领域中。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4、电致变色显示、电致变色显示(ECD)自然界中的一些物质在热、光、电的刺激下其颜自然界中的一些物质在热、光、电的刺激下其颜色会发生变化。所谓电致变色是指在电的作用下，色会发生变化。所谓电致变色是指在电的作用下，物质发生氧化还原反应，使物质颜色发生可逆性物质发生氧化还原反应，使物质颜色发生可逆性变化的现象。利用一现象制作的显示器件就叫做变化的现象。利用一现象制作的显示器件就叫做电致变色显示。电致变色显示。良好的存储特性，电路断开后显示内容可以保持良好的